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Vorrichtung zum Zerkleinern von groben Holzabfällen und anderem groben
lignocellulosehaltigen Fasergut Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern
von groben Holzabfällen und anderem groben lignocellulosehaltigen Fasergut. Zu solchem
Fasergut zählen beispielsweise die Abfälle beim Entrinden von Holz, Säge- und Hobelspäne,
Filterrückstände aus Sulfit-, Sulfat- und halb chemischen Verfahren, eine halb chemische
Holzmasse und insbesondere Filterrückstände von Papierstoffmühlen.
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Zur Zeit werden Holzabfälle, wie grobe Filterrückstände, Borlce od.
dgl., meist nicht weiterverwendet, sondern in verhältnismäßig nassem Zustand verbrannt.
Die bekannten Mühlen (Zerfaserungsmaschinen, Raffineure, Walzenmühlen u. dgl.) zum
Zerkleinern von Holzabfällen können nur zur Verarbeitung von Abfällen mit kleinem
Teilchendurchmesser benutzt werden.
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Ferner sind schlagmühlernartige Zerkleinerungsvorrichtungen mit parallel
zu den Schlagwerkzeugen verlaufender Aufgabevorrichtung und die Schlagtrommel teilweise
umgebenden Sieben bekannt, bei der auf der mit Schlagleisten besetzten Schlagtrommel
außerdem mehrere Sägeblätter im Abstand voneinander angeordnet sind, deren zähne
über die Schlagleisten hinausragen. Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtungen
besteht darin, daß ihre Siebe auf die Dauer die kräftigen Schläge nicht vertragen,
denen sie über die zwischengeschaltete Masse durch die Schlagwerkzeuge ausgesetzt
sind. Eine solche Vorrichtung arbeitet nach dem Prinzip einer mit Reibungswirkung
kombinierten Schlagwirkung. Es sind zwar ferner Zerkleinerungsvorrichtungen für
Papierrohstoffe bekannt, bei denen das in Wasser aufgeschwemmte Fasergut lediglich
durch Reiben, also ohne Benutzung von Schlagwerkzeugen zerfasert wird, und zwar
mittels einer um eine im wesentlichen horizontalen Achse rotierenden Walze od. dgl.,
die an ihrer Umfangsfläche gezahnt ist und in einen die Faserstoffaufschwemmung
enthaltenden Trog eintaucht, doch ist auch diese bekannte Einrichtung nicht geeignet,
das der Erfindung zugrunde liegende Problem zu lösen, da der die Reibwalze in ihrem
unteren Teil in Abstand umgebende Stofftrog nicht als Sieb, sondern glatt ausgebildet
ist, also nicht an der Reibe- und Sichtarbeit beteiligt ist. Das Abführen der abgetrennten
Fasern erfolgt hiernach vielmehr durch oberhalb der Reibwalze angeordnete Siebwände
des Stofftroges, die beim Hin- und Herschwingen des Stofftroges von der Faserstoffaufschwemmung
überflutet werden. Diese Vorrichtung ist in erster Linie zum Auflösen von Altpapier
bestimmt, zum Zerkleinern von groben Holzabfällen aber völlig ungeeignet.
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Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung dieser Kachteile und die
Schaffung einer Vorrichtung zum Zerkleinern von groben Holzabfällen und anderem
groben lignocellulosehaltigem Fasergut, beispielsweise Sortierabfällen von Holzschleifereien,
und zwar ebenfalls durch Reibung des in Wasser aufgeschwemmten Gutes mittels einer
um eine im wesentlichen horizontale Achse rotierenden Walze od. dgl., die an ihrer
Umfangsfläche gezahnt ist und in einen die Faserstoffaufschlämmung enthaltenden
mit Siebwänden ausgestatteten Trog eintaucht, durch dessen Öffnungen abgetrennte
Fasern entweichen.
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Erfindungsgemäß umgibt das Sieb des Troges die Walze mindestens in
ihrem unteren Teil derart in Abstand, daß das Fasergut zwischen dem Sieb und der
Walze zerrieben wird, während gleichzeitig die Aufschwemmung entlang des Siebes
um die Walze herumgetrieben wird.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist um das in die Faserstoffaufschwemmung
eintauchende Sieb des Troges herum eine den aus ihm überfließenden, die abgetrennten
Fasern enthaltenden Stoffstrom auffangende Sammelkammer angeordnet und liegt der
EinlaF, für die dem Trog fortlaufend zuströmende Aufschwernmung auf einer höheren
Ebene als der untere Feil der Walze.
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Vorteilhaft ist die Walze zur Veränderung der Breite des zwischen
Walze und Siebfilterplatte befindliehen Spaltes senkrecht zu ihrer Drehachse verschiebbar
angeordnet.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Walze
an ihren Seiten oder in ihrer Längsrichtung mit irn wesentlichen radial gerichteten
Flügeln zum Durchwirbeln der Aufschwemmung versehen,
wie dies bei
Stoifflösern mit rotierenden Auflöseorganen bekannt ist.
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Schließlich kann die die Walze umgebende Innenseite des Siebes mit
die Reibung zwischen dem zu verarbeitenden Fasergut und dieser Innenfläche vergrößernden
Rippen oder Vertiefungen versehen sein.
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Der Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung gegenüber der bekannten
Zerkleinerungsvorrichtung besteht also insbesondere darin, daß einerseits nur die
Reibungswirkung ausgenutzt wird und diese andererseits in solcher Form zur Wirkung
gebracht wird, daß auch grobe Holzabfälle u. dgl. zerfasert werden. Zur Erzielung
dieser Wirkung wird der zwischen Sieb und drehbarer Walze befindliche Spalt so breit
gehalten, daß die aus Holz und Wasser bestehende Mischung sich frei um die drehbare
Walze bewegen kann und somit der von den an der Walze angebrachten Zähnen ausgeübten
Reibungswirkung zwischen diesen und der Sieboberfläche ausgesetzt ist. Auf diese
Weise ist das Sieb keinen schweren mechanischen Beanspruchungen unterworfen. Da
sich die Reibungszone, in welcher der Zerkleinerungsprozeß stattfindet, unter der
Wasseroberfläche befindet, wird eine Schlagwirkung auf das zu zerkleinernde Gut
vermieden und die Siebplatte vor mechanischen Beeinflussungen weit= gehend geschützt.
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Eine Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß Erfindung ist in der
Zeichnung beispielsweise dargestellt.
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Fig. 1 ist ein Ouerschnitt durch eine Vorrichtung zum Zerkleinern
von Holz oder anderen lignocellulosehaltigen Stoffen gemäß Erfindung; Fig. 2 zeigt
eine solche Vorrichtung im Grundriß. In einem Trog 1 ist eine zylindrische Vorrichtung
3, die im folgenden kurz Walze genannt wird, auf einer drehbaren Achse 2 angeordnet.
Das zylindrische Gehäuse der Walze ist mit frei stehenden Säge- oder Schneidezähnen
4 und Flügeln 5 versehen. Die Flügel 5 können, wie in Fig. 2 gezeigt ist, an den
Stirnenden der Walze vorgesehen oder in geeigneter Weise über die Länge der Walze
verteilt sein. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht die Walze aus auf die
Achse 2 aufgereihten Sägeblättern, zwischen denen in passenden Abständen Faserplatten
od. dgl. angeordnet sind. Die Achse ist in Kugellagern 6 und 7 drehbar gelagert
und wird in geeigneter Weise angetrieben. Beispielsweise ist die Achse mit der Walze
in horizontaler Richtung beweglich, so daß die Breite des Spaltes 8 zwischen dem
Umfang der Walze und dem Trog 1 vergrößert oder verringert werden kann. Diese Bewegung
kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, daß die Kugellager auf Platten 9 und
10 gelagert sind, die ovale Öffnungen haben, durch welche sich an den Seitenwandungen
11 und 12 des Troges befestigte Bolzen hindurch erstrecken. Eine gegen
die kurzen Wandungen des Troges dichtende Platte 13 ist um den Trog herum angebracht,
deren Zweck es ist, das Niveau im Trog auf einer bestimmten Höhe zu halten. Die
innere Oberfläche des Troges kann mit geeigneten Vorsprüngen oder Vertiefungen versehen
sein, die eine vergrößerte Reibung zwischen dem Fasergut und der Innenfläche bewirken.
Der Mantel des Troges 1 ist ganz oder teilweise als Sieb ausgebildet.
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Das Fasergut wird zusammen mit Wasser bei 14 zugeführt. Durch die
Verzahnung wird das Fasergut in den Spalt 8 hineingezogen und im Zusammenwirken
mit der Sieboberfläche des Troges 1 zerrieben. Nach dem Zerkleinerungsvorgang wird
das Fasergut in den oberen Teil des Troges befördert. Durch die mittels der Flügel
s im Trog hervorgerufenen kräftigen Bewegungen und Umwälzungen läuft der Teil des
Fasergutes, dessen Teilchendurchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Sieböffnungen,
durch die Sieböffnungen hindurch und gelangt über die Kante der Platte 13 nach unten
in die äußeren Behälter 15. Das grobe Gut wird zu dem Spalt 8 zurückgeführt.
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Die Zeichnung läßt erkennen, daß der Spalt zwischen dem Walzenumfang
und der Innenfläche des Troges von der Stelle an, bei der das Fasergut dem Spalt
zugeführt wird, in seiner Breite abnimmt. Wie bereits vorher erwähnt, kann die Spaltbreite
verändert werden. Wenn die Walze so weit zu der in Fig. 1 rechten Seite hinbewegt
wird, daß die Walzenachse in einer Symmetrie-Ebene des Troges liegt, so nimmt die
Walze die in gestrichelten Linien 16 dargestellte Lage ein, bei der der Spalt 8
eine gleichbleibende Breite um die untere Hälfte der Walze herum hat. Der Trog 1
ist zweckmäßigerweise in einem Gehäuse 17 eingeschlossen.
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Das Gehäuse 17 und die das Niveau regelnde Platte 13 sind aus Eisen
hergestellt, und der Trog sowie das Sieb bestehen aus säurefestem Material. Die
Walze wird über Konusriemen von einem Elektromotor angetrieben und besteht, wie
erwähnt, aus auf einer Welle aufgereihten Sägeblättern mit Abstandshaltern aus gehärteten
Faserplatten. Das Verhältnis zwischen dem Radius der Sägeblätter und dem zylindrischen
Teil des Troges ist 1 :1,5. Die Verzahnung besteht im allgemeinen aus einer
schrägen Sägeverzahnung. Die Geschwindigkeit des Motors beträgt 1450 Umdrehungen
je Minute. Das Fasergut wird mit frischem oder zurückgeführtem Wasser vermischt
zugeführt, und die Konzentration in der abgeführten Fasergutaufschlämmung wird bei
0,3 bis 0,6% gehalten. Das Gehäuse des Troges ist, wie ebenfalls schon erwähnt,
ganz oder teilweise als Sieb ausgebildet, und die Lochweite beträgt 10 mm. Bei einer
Verarbeitung von 3 Tonnen Fasergut je Tag beträgt die durchschnittliche Leistungsaufnahme
34,5 PS. Nach einer leichten Nachbehandlung in einer Walzenmühle erschien das in
dieser Vorrichtung zerkleinerte Gut insbesondere für die Kartonpapierherstellung
geeignet. Bei der beschriebenen Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Erfindung
ist, wie erwähnt, die Walze mit Abstandhaltern zwischen den Sägeblättern versehen,
was jedoch nicht unbedingt nötig ist, da die Verzahnung sich andererseits auch kontinuierlich
über die ganze Länge der Walze erstrecken kann. Die Zähne von zwei nebeneinanderliegenden
Blättern sollten sich nicht ganz decken. Die Walze kann auch in anderer Weise hergestellt
werden, beispielsweise durch Auswalzen von Zähnen aus einem zylindrischen Mantel.
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Die Gestalt des Spaltes 8, welche natürlich sowohl von dem Verhältnis
des Walzenradius zu dem Radius des Trogmantels als auch von der Bewegung der Walze
im Trog abhängt, die Lochweite des Siebes, die Umlaufgeschwindigkeit der Walze und
die im Trog aufrechterhaltene Stoffdichte können je nach dem zu verarbeitenden Material
variiert werden, um die gewünschten Maße zu erhalten. Es sei hier bemerkt, daß eine
niedrige Stoffdichte im Hinblick auf die leichtere Filtrierbarkeit und bessere Kühlung
der Masse günstig ist.
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Die Verzahnung muß nicht notwendigerweise die bei dem Ausführungsbeispiel
erwähnte Sägeblattform haben. Der Schneidwinkel kann daher sowohl negativ, positiv
als -auch gleich Null sein, der Abbruchwinkel
kann eine beliebige
geeignete Größe haben, und die Verzahnung kann die Gestalt von gleichseitigen Dreiecken
haben. Auch ist es nicht erforderlich, daß die Zähne spitz sind. Die Regelung des
Niveaus kann auch in einer Weise erfolgen, die von der vorstehend erwähnten abweicht,
beispielsweise außerhalb der Anlage.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt; vielmehr sind Abwandlungen verschiedener Art innerhalb des durch die
Ansprüche gegebenen Rahmens möglich, ohne daß der Grundgedanke der Erfindung verlassen
wird.